За матеріалами історико-культурних
досліджень Майстерні № 20
«Моспроекту-2» ім. М.В. Посохіна
Застосування залізобетонних і бетонних конструкцій в російській будівельній практиці має довгу історію і почалося з унікальних об'єктів. Один з видних архітекторів першої половини ХХ століття - академік А.В. Щусєв широко застосовував ці матеріали і конструкції в своїх будівлях.
Так в 1911-1913 роках А.В. Щусєва та Правлінням Казанської залізниці до проектування Казанського вокзалу в Москві були залучені відомі московські та петербурзькі інженери і будівельні фірми.
Для головної вежі вокзалу, розташованої на ненадійному ґрунті, в 1913 році інженером А.І. Шаліна було запропоновано потужне суцільне підставу - залізобетонні плити, яка в свою чергу розвантажила тиск на грунт і виконаний конструктивний розрахунок. Стіни нижньої підземної частини вежі були виконані з коробчатого перетину залізобетону.
Найбільший інтерес з точки зору застосування залізобетонних конструкцій представляє здійснений «теплий перон» - в даний час зал очікування. Перон покритий залізобетонними склепіннями і легкими залізними перекриттями на залізобетонних арках великих прольотів (близько 30 м.) І висотою (близько 21 м.). Це був один з перших прикладів застосування потужних залізобетонних рам - арок. Розташування та система арок ділить зал на три частини. Середня з них має більшу висоту. Розрахунок рам і креслення розробив в 1913 році інженер А. Лолейт. Розрахунок арок для знижених зон був виконаний інженером В.М. Келдишем.
Будівництво Казанського вокзалу, розпочате А.В. Щусєва до революції, тривало вже в радянський період. Різноманітність конструкцій, виконаних із залізобетону, і застосованих в різних павільйонах вокзалу було новаторським рішенням для того часу.
За радянських часів застосування і розробки залізобетонних конструкцій приділялася велика увага, так як основним завданням ставилося здешевлення будівництва, швидкість зведення і створення нових типів масового житла для робітників, клубів, стадіонів і заводських цехів. Залізобетон дав нові можливості для створення обсягів, різноманітних за формою і планувальним характеристикам, виконаних на досить високому якісному рівні.
Напрямок 1920-1930-х років в архітектурі, поєднало в собі вже почалося широке застосування залізобетонних конструкцій і розробку нових архітектурних форм, що мають характерні риси, отримало узагальнена назва - «конструктивізм».
Перш за все архітектори цього часу пропагували максимальну функціональність, розробку і використання новітніх конструкцій і будівельних матеріалів, типізацію та індустріалізацію будівництва.
Безумовно, впровадження бетону та залізобетону в будівництво вплинуло на створення нових архітектурних образів.
Особливістю залізобетону по відношенню до інших раніше застосовувалися матеріалами була можливість задавати і розраховувати йому певні властивості. Фактично залізобетон не є матеріалом в звичайному сенсі слова, він завжди - виріб, елемент конструкції або сама конструкція.
Таким чином, з одного боку новий радянський лад привів архітекторів до необхідності створення нових типів житлових і громадських будівель, з іншого боку впровадження і можливості нових матеріалів створили необхідну базу для втілення їх задумів.
Будівельні матеріали - бетон і залізобетон послужили основою для створення ряду нових конструктивних систем і архітектурних форм: залізобетонного каркаса з безбалковими перекриттями, будівель з панелей і об'ємних блоків, монолітних несучих стовбурів і веж, плоских дахів, потужних рам і будівель, піднятих на стовпи. За допомогою залізобетону створювалися просторові покриття великих прольотів.
Яскравим представником «нової» західної архітектури цього часу, безумовно, був Ле Корбюзьє. Його роботи стали наступним кроком в формоутворенні і створенні лаконічного архітектурного образу, характерного для «конструктивізму». Піднятий на стовпах перший поверх будівель - прийом, який давав можливість вільного пересування під спорудою і організуючий тісний взаємозв'язок його з навколишнім середовищем. Крім того, на думку Ле Корбюзьє такий варіант побудови був дешевше і охороняв будівлю від вогкості. Створення плоских бетонних дахів, використовуваних для відпочинку і під озеленення, архітектурне рішення фасадів у вигляді безперервних горизонтальних вікон, що дають більше світла і повітря, так званого «стрічкового освітлення», повна свобода в формоутворенні - риси, які відрізняють його об'єкти від всіх інших.
Значний внесок у розвиток конструктивістських ідей у радянській архітектурі вніс М. Я. Гінзбург.
Житловий будинок - шестиповерховий обсяг прямокутної форми, піднятий в рівні першого поверху на стовпи. Особливістю просторової організації житлової частини будинку є вперше застосована тут система коридорів, кожен з яких обслуговує два поверхи і трактується як якесь загальне простір. Будівля являє собою комбінацію двох типових компонентів, що складаються з міжповерхового коридору і двох поверхів житлових осередків різного планування.
Площині фасадів прорізані довгими горизонтальними вікнами і вертикальними вітражами. Завершено будівлю плоским дахом, яку передбачалося використовувати як місце для громадського відпочинку, і циліндровим об'ємом, з розташованими в ньому кімнатами гуртожитку і оригінальною по плануванню квартири Мілютіна.
Як конструктивна схеми для будинку в основному була застосована система залізобетонного каркаса і легких наповнювачів. Розробка і спостереження за виконанням всіх будівельних робіт була доручена інженеру С.Л. Прохорову. «Конструкція будівлі складається з залізо-бетонного каркасу (без опалубки) і заповнення бетонитовая камінням. Міжповерхові перекриття також з пустотілих бетонитовая каменів. Внутрішні перегородки - фібролітові. Дах - плоска церезитом-залізобетонна. »
Вперше інженером С.Л. Прохоровим при будівництві цього будинку був застосований бетонний камінь типу «Селянин» з двома великими прямокутними отворами. У камені «Селянин» все порожнечі були перекриті діафрагмами, проміжок ж між каменем і ½ каменем шириною 7 см. Заповнювався засипки ізоляцій, від якості якої багато в чому залежала ізолює здатність стіни. При засипці трепелом виходила стіна еквівалентна цегляній кладці в 5 цегли, при засипці шлаком лише в 3 ¾ цегли.
«Як матеріали для зовнішніх і внутрішніх капітальних стін, а також міжповерхових залізо-бетонних перекриттів обрані пустотілі бетонітові камені системи інженера С. Л. Прохорова, виготовлені з шлако-бетону або бетону такого складу, щоб вони мали тимчасовий опір не менше 40 кг / см / нетто, згідно Технічних Умов для цього роду матеріалів МГИ Изд. 1929. ».
Вся конструкція будівлі як вертикальних його огороджень так і міжповерхових перекриттів була запроектована із залізобетону з заповненнями каркаса порожнистими кладкою двох типів.
Для зовнішніх стін, що представляють собою теплову ізоляцію, була застосована кладка з пустотілих шлакобетонних каменів системи «Селянин» з засипанням проміжку між каменем і підлозі каменем дрібним шлаком. Таким же чином був влаштований підвал, але без засипки шлаком.
Для внутрішніх капітальних стін була застосована кладка з особливого виду пустотілих каменів з одним рядом пустот так званих «жорстких» каменів цього ж типу. Ці порожнечі в кладці внутрішніх капітальних стін служили для зведення вертикальних каналів для вентиляції і проводки каналізаційних і водостічних стояків або для влаштування залізобетонних колон без застосування опалубки. Чергування пустот з каналами, заповненими арматурою і бетоном дозволяло виводити стіни з таких каменів на будь-яку висоту без потовщень.
Кладка зовнішніх і внутрішніх капітальних стін проводилася на складному вапняному цементному розчині 1: 1: 9 з прокладкою в кожному ряду по 2 діаметром 5 м / м, щоб уникнути усадкових тріщин.
Пустотілі залізобетонні перекриття були виконані без опалубки на простих риштованні з 2 дощок по осях балок з пустотілих бетонитовая «жорстких» каменів, покладених між балками розміром 10/25 - 15/25, розташованими перпендикулярно до отворів на відстані 0.60 м. Один від одного так, що утворені пустоти представляли собою горизонтальні канали. Конструктивна висота таких перекриттів становила 30 см. При власній вазі 450 кг (м²). Вся навантаження від міжповерхових перекриттів передається на поперечні внутрішні капітальні стіни, зовнішні ж стіни не несуть ніякого навантаження крім власної ваги і спираються консольно на кінці прогонів, розташованих поперек будівлі по лініях перетину рядів колон.
Фундамент будівлі не суцільний, як робилося раніше, а із залізобетонних поздовжніх ребристих подушок.
Цікаво, що кладка 1 ½ каменю «Селянин» вийшла в 1 ½ рази тепліше звичайної цегляної стіни в 2 ½ цегли.
Сам головний корпус спирається на 3 ряду круглих колон діаметром 35 см. Зі спіраллю Консідера, розташованих через 3,25 м. Уздовж будівлі. Колони ці засновані на залізобетонних стрічкових фундаментах у вигляді ребристих подушок таврового перетину, опущених на глибину 1,80 м. Від поверхні землі. У тій частині, де немає підвалу, і в частині, що має підвал, на рівень нижче за підлогу підвалу на 25 см. Так як в межах 1 поверху на більшій частині корпусу немає зовнішніх стін, то перше перекриття, що служить підлогою 1 поверху має відповідно ізоляцію поверх пустотілого перекриття на товщину 16 см. у верхніх поверхах відкриті колони зберігають круговий перетин і діаметр 35 см. колони ж, розташовані в «капітальних» стінах завтовшки 25 см. мають розміри, що не виходять за межі стін.
Дах - плоска водонепроникна з церезітовой плитою, розташованої по бетонним ребрах, що лежить на верхньому залізобетонному перекритті, покритим засипанням ізолятором.
По верхній плиті перекриття були влаштовані евбіолітовие підлоги з тирси на магнезитові цементі, поліровані. Евбіолітом покриті також всі сходи, площадки і поручні залізобетонних перил, які мають вигляд вертикальних стінок. Сходи - залізобетонні пустотілі для полегшення ваги і зменшення витрати матеріалу.
Внутрішні перегородки були зроблені частково дерев'яними, частково з бетонитовая в ½ каменів типу «Селянин» товщиною 9 см.
Віконні рами - залізобетонні розсувні состолі з нерухомих і рухомих на роликах елементів.
Конструктивна схема громадського корпусу в основних рисах та ж, що і головного житлового будинку.
Бетон для колон і обв'язок каркаса, а також для залізобетонних перекриттів і сходів був прийнятий марки 2 (1: 2: 4), з допускаються напругою на чисте стиснення - 50 кг / см, на стиск при згині до 60 кг / см. Для круглого заліза арматури в таких сортах 1500 кг / см, в товстих сортах - 1300 кг / см.
Бетон для фундаментів був прийнятий марки 3 складу 1: 3: 5 з напругою на чисте стиснення 40 кг / см і на стиск при згині 50 кг / см.
Бетон для колон і обв'язок каркаса, а також для залізобетонних перекриттів і косоуров був прийнятий марки «2» складу 1: 2: 4 з допускаються напругою на чисте стиснення - 45 кг / см, на стиск при згині - 50 кг / см, сколювання - 4 кг / см. На кругле залізо арматури допускаємо 1300 кг / см.
Бетон для фундаментів був прийнятий марки «2».
До особливостей підтримуючих конструкцій будівлі можна віднести те, що все навантаження від міжповерхових перекриттів, від ваги зовнішніх стін через горизонтальні обв'язки - перемички передається на внутрішні пустотілі кам'яні стіни, необхідна жорсткість яких досягається шляхом влаштування в площині стін залізобетонних колон, які розміщені всередині пустот, а тому які не потребують влаштування опалубки.
Оскільки бетон, застосований для будівництва експериментального будинку на той момент був матеріалом ще не широко застосовується, то паралельно з будівництвом велося вивчення його властивостей, достоїнств і недоліків. До переваг нового матеріалу безумовно можна було віднести можливість втілення практично будь-якого задуму архітектора, економічність, низька теплопровідність, не згорає, безпеку, функціональність. До недоліків же можна було віднести, вологоємність, крихкість, необхідність монтажу на місці.
Однак, вже на тому ж будинку Наркомфіну були частково вирішені проблеми матеріалу, що володів, безумовно великою кількістю позитивних якостей. Наприклад, для зовнішніх стін від підвищеної вологоємкості були запропоновані наступні засоби захисту: створення архітектурних елементів захисного характеру (карнизи, звиси і т.д.) і створення вологонепроникного покриву наприклад сілікатірованіе зовнішньої штукатурки).
У той же час однією з важливих задач була можливість переведення виробництва бетону на індустріальний рівень. Саме з цією метою в будинку Наркомфіну всі окремі елементи (стовпи, прогони, заповнювач, вікна, двері) були типізовані і стандартизовані і повторені на всю довжину житлового корпусу. Камені для стін перекриттів і перегородок системи Прохорова були сформовані на одному і тому ж важільному верстаті, при чому різниця в формі пустот була досягнута застосуванням різних вкладишів і прокладок. Наполеглива робота по типізації нових архітектурних споруд максимально відповідають суспільно-побутовим умовам, прагнення до стандартизації всіх елементів при розробці конструктивних схем, індустріалізація будівельного виробництва характеризували діяльність архітекторів-конструктивістів.
В даний час комплекс будівель Наркомфіну знаходиться в важкому технічному стані, так само як і багато інших пам'яток періоду конструктивізму.
Поступово залізобетон з матеріалу, що дає широкі можливості для проектування, перетворився в основний матеріал типового будівництва панельних і блокових житлових і громадських будівель. З панелей в 1960 -1980-і роки будувалися цехи заводів і фабрик. Це типове, безлике будівництво дискредитувало матеріал в очах архітекторів і жителів.
В даний час бетон знаходить все більше застосування як будівельний так і оздоблювальний матеріал. Але це тема іншої статті.